北斗定位系统是我国自主研发的卫星定位导航系统。在北斗定位系统中,扩频码同步和载波同步是影响整个系统性能的重要技术,其中载波同步技术包括载波的捕获技术与载波的跟踪技术。低信噪比高动态同存条件下的载波同步技术是实现卫星通信的基础。本文对国内外关于卫星通信领域载波同步技术的研究现状进行了综合的比较和深入的分析,对载波同步系统进行了研究。首先,本文简单介绍了北斗导航系统的组成,工作原理及特点,重点介绍了其中的载波同步模块及其工作原理。以及锁相环的结构,相位模型,工作原理。然后,在对传统的载波同步技术进行了研究的基础上,对现有的鉴频算法进行分析比较。在交叠离散傅里叶变换的自动频率跟踪环基础上,提出了一种新的鉴频算法。将AR模型双谱估计引入载波捕获模块的设计中,增加时域抽取单元来提高载波跟踪模块的抗噪性能。通过对系统各部件以及整体的MATLAB仿真,证明了系统能够较好的在低信噪比高动态同存条件下实现载波同步。最后,通过对鉴频算法的进一步改进,使改进后的系统在保证多普勒频偏接收带宽不变的前提下,进一步提高抗噪性能,以达到深空通信的要求。通过MATLAB仿真证明了改进系统能够在更低的信噪比条件下实现载波同步。